Chemie en inleiding tot de biologische chemie
HOOFDSTUK 1: MATERIE EN METEN
Chemie bestudeert materie en verandering van materie
Chemische reactie
= de elementaire samenstelling van de verbindingen verandert (aantal atomen en connectiviteit) door het breken van
bindingen en het vormen van nieuwe bindingen
Chemische eigenschappen:
- Samenstelling
- Brandbaarheid
- Oxideren aan lucht
Fysisch proces
= elementaire samenstelling van de verbindingen verandert niet, hun fysische verschijningsvorm wel
Fysische eigenschappen:
- Smeltpunt
- Kookpunt
Kwik en kwikvergiftiging
Eigenschappen van een element als zuivere stof kunnen fel afwijken van eigenschappen van een element in zijn
verbinding
Kwik:
- Enige vloeibare metaal bij kamertemperatuur
- In verschillende verbindingen niet toxisch: tandvulling obv Hg-amalgaam
- Blootstelling aan kwikdampen is nadelig voor gezondheid
- Toxiciteit gelinkt aan oplosbaarheid: kwikdamp accumuleert in de longen waar het traag omzet in oplosbare
verbindingen die door het bloed getransporteerd worden
- Kan interfereren met biologische processen
,Periodiek systeem van de elementen
metaal = vat bij kamertemperatuur, glanzend, goede, geleiders voor warmte en elektriciteit
niet metaal = slechte geleider van warmte en elektriciteit
metalloïd = intermediaire eigenschappen
Beduidende cijfers
= alle cijfers waarvan we zeker zijn alsook het eerste cijfers waarop een onzekerheid zit
0 voor en achter de komma is geen beduidend cijfer, 0 achter het getal wel
Belang: kennis van foutpropagatie en significantie van meetresultaten is belangrijk wanneer analyses vergeleken
moeten worden
Temperatuur, warmte en energie
Veel chemische reacties gaan gepaard met veranderingen in energie
Energie is de capaciteit om arbeid of warmte te leveren
Vrijgestelde warmte kan gebruikt worden om temperatuursverandering te laten plaatsvinden in de omgeving
Temperatuur is uitgedrukt in °C of K
Energie in Joule of Calorie (1Cal = 1kcal)
Warmtecapaciteit is ook functie van aggregatietoestand
,HOOFDSTUK 2: ATOMEN EN HET PERIODIEK SYSTEEM
1. Atomentheorie volgens Dalton
Alle materie opgebouwd uit atomen
Atomen van een element verschillen van tomen van een ander element
Chemische verbindingen opgebouwd uit atomen die in specifieke verhoudingen zijn gecombineerd
Chemische reacties kunnen manier waarom atomen gebonden zijn veranderen, maar niet de atomen zelf
Atomen opgebouwd uit elementaire deeltjes
Element of atoomsoort
Atoomsoort gekarakteriseerd door aantal protonen in kern (atoomnummer Z)
Atoomnummer Z is aantal protonen in de kern en aantal elektronen rond de kern
Som van aantal protonen en aantal neutronen = massagetal A
A
XZ
Isotopen en atoommassa’s
Atomen met eenzelfde aantal protonen in de kern, maar verschillend aantal neutronen
Koolstof komt voor in 2 isotopen met verschillende abundantie: koolstof 12 en koolstof 13 in urinestralen is indicatie
voor illegaal innemen van anabole steroïden
Absolute atoommassa m
= massa van 1 atoom
= som van absolute massa’s van de protonen, neutronen en elektronen
Relatieve atoommassa mr
= eenheidsloos getal
= verhouding absolute massa van een atoom tot de atomaire massa-eenheid
Gemiddelde relatieve atoommassa Ar
= verhouding gemiddelde massa van een atoom tot de atomaire massa-eenheid
Ar : m1% + m2%
2. periodiek systeem van de elementen
Elementen komen in verschillende triades voor met vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen
Voorstelling Mendeljev om elementen te rangschikken volgens toenemende massa en vergelijkbare reactiviteit
Kolom = groep (8 hoofd- en nevengroepen)
Rij = periode
, Enkele specifieke groepen
Binnen een groep is er vergelijkbare reactiviteit
la: alkali metalen
- Zachte glanzende metalen, reageren fel met water en vormen alkalische oplossingen
- Komen nooit in zuivere toestand voor in de natuur
lla: aardalkali metalen
- Glanzende metalen, iets minder reactief
- Komen nooit in zuivere toestand voor in de natuur
Vlla: halogenen: aangetroffen in combinaties zouten
Vllla: edelgassan: zeer weinig tot niet reactief
Eigenschappen worden bepaald door elektronische structuur van atomen
3. Elektronische structuur van atomen
Finaal doel was om het model in overeenstemming te krijgen met bijvoorbeeld waarnemingen uit spectroscopie
Atomen worden geëxciteerd (naar hoger energieniveau) gebracht, stralen licht uit van discrete golflentes:
lijnspecrtum
- Modellen
o Rutherford: positieve lading en massa zitten samen in een kern, negatieve lading beweegt vrij rond
de kern
o Bohr: elektronen cirkelen rond de kern en zitten vast in cirkelvormige banen als er geen energie
wordt toegevoegd aan het systeem. Hoe hoger het kwantumgetal, hoe hoger het energieniveau van
die schil en hoe verder de elektronen van de kern verwidjers zijn
Model van Bohr nog niet krachtig genoeg om spectra van andere atomen van H te beschrijven
Verdere verfijning gebeurde door schrodinger in een ‘golfmechanisch’ model
= beschrijft banen van elektronen in termen van probabiliteiten om een elektron te vinden rond de kern
- Hoofdkwantumgetal n
- Nevenkwantumgetal l = orbitalen: 90% probabiliteit om een elektron rond de kern te vinden
o Kan waarden aannemen tussen 0n-1
o Hogere l komen overeen met hogere energie
o l = 0 = s-orbitaal, l = 1 = p-orbitaal …
- magnetisch kwantumgetal m geeft info over oriëntatie van orbitalen in een magneetveld
- spinkwantumgetal s
o waarden – ½ of = ½
o verwijst naar het feit dat een elektron kan gezien worden als roterend deeltje dat een magneetveld
genereert ten gevolgen van die rotatie
o spin up, spin down
HOOFDSTUK 1: MATERIE EN METEN
Chemie bestudeert materie en verandering van materie
Chemische reactie
= de elementaire samenstelling van de verbindingen verandert (aantal atomen en connectiviteit) door het breken van
bindingen en het vormen van nieuwe bindingen
Chemische eigenschappen:
- Samenstelling
- Brandbaarheid
- Oxideren aan lucht
Fysisch proces
= elementaire samenstelling van de verbindingen verandert niet, hun fysische verschijningsvorm wel
Fysische eigenschappen:
- Smeltpunt
- Kookpunt
Kwik en kwikvergiftiging
Eigenschappen van een element als zuivere stof kunnen fel afwijken van eigenschappen van een element in zijn
verbinding
Kwik:
- Enige vloeibare metaal bij kamertemperatuur
- In verschillende verbindingen niet toxisch: tandvulling obv Hg-amalgaam
- Blootstelling aan kwikdampen is nadelig voor gezondheid
- Toxiciteit gelinkt aan oplosbaarheid: kwikdamp accumuleert in de longen waar het traag omzet in oplosbare
verbindingen die door het bloed getransporteerd worden
- Kan interfereren met biologische processen
,Periodiek systeem van de elementen
metaal = vat bij kamertemperatuur, glanzend, goede, geleiders voor warmte en elektriciteit
niet metaal = slechte geleider van warmte en elektriciteit
metalloïd = intermediaire eigenschappen
Beduidende cijfers
= alle cijfers waarvan we zeker zijn alsook het eerste cijfers waarop een onzekerheid zit
0 voor en achter de komma is geen beduidend cijfer, 0 achter het getal wel
Belang: kennis van foutpropagatie en significantie van meetresultaten is belangrijk wanneer analyses vergeleken
moeten worden
Temperatuur, warmte en energie
Veel chemische reacties gaan gepaard met veranderingen in energie
Energie is de capaciteit om arbeid of warmte te leveren
Vrijgestelde warmte kan gebruikt worden om temperatuursverandering te laten plaatsvinden in de omgeving
Temperatuur is uitgedrukt in °C of K
Energie in Joule of Calorie (1Cal = 1kcal)
Warmtecapaciteit is ook functie van aggregatietoestand
,HOOFDSTUK 2: ATOMEN EN HET PERIODIEK SYSTEEM
1. Atomentheorie volgens Dalton
Alle materie opgebouwd uit atomen
Atomen van een element verschillen van tomen van een ander element
Chemische verbindingen opgebouwd uit atomen die in specifieke verhoudingen zijn gecombineerd
Chemische reacties kunnen manier waarom atomen gebonden zijn veranderen, maar niet de atomen zelf
Atomen opgebouwd uit elementaire deeltjes
Element of atoomsoort
Atoomsoort gekarakteriseerd door aantal protonen in kern (atoomnummer Z)
Atoomnummer Z is aantal protonen in de kern en aantal elektronen rond de kern
Som van aantal protonen en aantal neutronen = massagetal A
A
XZ
Isotopen en atoommassa’s
Atomen met eenzelfde aantal protonen in de kern, maar verschillend aantal neutronen
Koolstof komt voor in 2 isotopen met verschillende abundantie: koolstof 12 en koolstof 13 in urinestralen is indicatie
voor illegaal innemen van anabole steroïden
Absolute atoommassa m
= massa van 1 atoom
= som van absolute massa’s van de protonen, neutronen en elektronen
Relatieve atoommassa mr
= eenheidsloos getal
= verhouding absolute massa van een atoom tot de atomaire massa-eenheid
Gemiddelde relatieve atoommassa Ar
= verhouding gemiddelde massa van een atoom tot de atomaire massa-eenheid
Ar : m1% + m2%
2. periodiek systeem van de elementen
Elementen komen in verschillende triades voor met vergelijkbare chemische en fysische eigenschappen
Voorstelling Mendeljev om elementen te rangschikken volgens toenemende massa en vergelijkbare reactiviteit
Kolom = groep (8 hoofd- en nevengroepen)
Rij = periode
, Enkele specifieke groepen
Binnen een groep is er vergelijkbare reactiviteit
la: alkali metalen
- Zachte glanzende metalen, reageren fel met water en vormen alkalische oplossingen
- Komen nooit in zuivere toestand voor in de natuur
lla: aardalkali metalen
- Glanzende metalen, iets minder reactief
- Komen nooit in zuivere toestand voor in de natuur
Vlla: halogenen: aangetroffen in combinaties zouten
Vllla: edelgassan: zeer weinig tot niet reactief
Eigenschappen worden bepaald door elektronische structuur van atomen
3. Elektronische structuur van atomen
Finaal doel was om het model in overeenstemming te krijgen met bijvoorbeeld waarnemingen uit spectroscopie
Atomen worden geëxciteerd (naar hoger energieniveau) gebracht, stralen licht uit van discrete golflentes:
lijnspecrtum
- Modellen
o Rutherford: positieve lading en massa zitten samen in een kern, negatieve lading beweegt vrij rond
de kern
o Bohr: elektronen cirkelen rond de kern en zitten vast in cirkelvormige banen als er geen energie
wordt toegevoegd aan het systeem. Hoe hoger het kwantumgetal, hoe hoger het energieniveau van
die schil en hoe verder de elektronen van de kern verwidjers zijn
Model van Bohr nog niet krachtig genoeg om spectra van andere atomen van H te beschrijven
Verdere verfijning gebeurde door schrodinger in een ‘golfmechanisch’ model
= beschrijft banen van elektronen in termen van probabiliteiten om een elektron te vinden rond de kern
- Hoofdkwantumgetal n
- Nevenkwantumgetal l = orbitalen: 90% probabiliteit om een elektron rond de kern te vinden
o Kan waarden aannemen tussen 0n-1
o Hogere l komen overeen met hogere energie
o l = 0 = s-orbitaal, l = 1 = p-orbitaal …
- magnetisch kwantumgetal m geeft info over oriëntatie van orbitalen in een magneetveld
- spinkwantumgetal s
o waarden – ½ of = ½
o verwijst naar het feit dat een elektron kan gezien worden als roterend deeltje dat een magneetveld
genereert ten gevolgen van die rotatie
o spin up, spin down
